Valorisation de la fraction fine issue de la production de graphite naturel de grade batterie

天然石墨电池生产中分数细问题的评估

• 批准号: 552729-2020
• 负责人: Roué, Lionel
• 金额: $ 8.23万
• 依托单位: Institut national de la recherche scientifique
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2020-01-01 至 2021-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=703149
• 关键词: Valorisation; de; la; fraction; fine

Le graphite (naturel ou synthétique) est actuellement utilisé comme matériau d'anode dans la très grande majorité des batteries Li-ion commerciales. Lors de la production du graphite naturel (GN) de grade batterie, l'étape de sphéronisation réalisée par abrasion des paillettes de GN entraîne des pertes importantes de matériau (plus de 50%). Ce rebut est constitué de particules de GN dont la granulométrie est trop fine pour la production de GN de grade batterie. La valorisation de cette fraction fine représente un enjeu majeur pour tout producteur de GN de grade batterie tel que NMG, partenaire industriel de ce projet. L'objectif premier de ce projet est donc de concevoir un procédé de réagglomération de la fraction fine de GN afin d'obtenir des particules qui pourront être réintégrées dans le circuit de production du GN de grade batterie, assurant ainsi un gain de productivité et le recyclage des rebuts. Le second objectif de ce projet est de développer des matériaux composites élaborés à partir de la fraction fine de GN et de particules de Si produites par broyage mécanique afin d'obtenir des anodes de haute capacité de stockage pour la prochaine génération de batteries Li-ion à haute densité d'énergie. Il s'agit d'un défi car la forte expansion volumique du Si lors de sa lithiation conduit à la désintégration de l'électrode et de fait à une faible tenue au cyclage. Pour atteindre ces deux objectifs, un procédé de réagglomération par séchage par atomisation (spray-drying) permettant d'obtenir des particules de taille et morphologie contrôlées sera évalué. Une part importante de ce projet visera aussi à développer des formulations d'électrodes composites GN-Si assurant leur bonne stabilité en cyclage malgré l'expansion volumique importante du Si. Pour ce faire, nous mettrons à profit les avancées obtenues au cours des dernières années à l'INRS-EMT dans le domaine des anodes de Si. Enfin, des essais de prototypage de batteries Li-ion à anode GN-Si seront réalisés afin de valider nos formulations d'anodes en vue de leur future industrialisation et de quantifier précisément les gains atteignables en termes de densités d'énergie massique et volumique par rapport à une batterie Li-ion conventionnelle à anode de graphite.

石墨（天然或天然）作为阳极材料用于商业锂离子电池中。等级电池的天然石墨（GN）生产线，通过研磨GN进口材料的垫片实现了电子化（加50%）。这是由GN颗粒组成的，但颗粒度对GN级电池的生产来说是很好的。该部分的价值提高代表了NMG的一个主要项目，该项目的工业合作伙伴是GN级电池的生产商。 该项目的首要目标是考虑一种GN细颗粒的再聚集过程，该过程是在GN级电池生产回路中获得颗粒后进行的，以确保获得生产率和回收率。该项目的第二个目标是通过机械方法获得用于高密度锂离子电池生产的高容量阳极，从而将GN的部分细颗粒和Si产品的颗粒分离成材料复合物。Il s'agit d'un défi car la forte expansion volumique du Si lors de sa lithiation conduit à la désintégration de l'éelectrode et de fait à une faible tenue Au cyclage.为了实现这两个目标，一个通过雾化（喷雾干燥）渗透获得尾部颗粒和形态控制的再聚集过程非常有价值。该项目的一个重要部分也是为了提高GN-Si复合材料电极配方的稳定性，以保证Si的膨胀体积的循环稳定性。为此，我们在硅阳极区的INRS-EMT上获得了Au的最新进展。Enfin，des essais de prototypage de batteries Li-ion à anode GN-Si seront réalisés afin de valider nos formulations d'anode en vue de tutorial future industrialisation et de quantifier précisément les gains atteignables en termes de densités d'énergie pronque et volumique par rapport à une batterie Li-ion conventionnelle à anode de graphite.